Este trabalho teve como objetivo produzir e caracterizar membranas de quitosana e de N,O-carboximetilquitosana reticuladas, que apresentassem propriedades físicas e químicas adequadas para desempenhar o papel de matriz para proliferação das células mesoteliais. As características estruturais e morfológicas das amostras purificadas de quitosana (amostra Q, adquirida da Yue Planting, China) e carboximetilquitosana na forma sódica (amostra NaCMQH, adquirida da Heppe Medical, Alemanha, e amostra NaCMQD, adquirida da Dayang Chemicals, China) foram investigadas através da espectroscopias de ressonância magnética nuclear e no infravermelho, condutimetria, solubilidade em função do pH e viscosimetria. As membranas de carboximetilquitosanas (amostras M-CMQHs e M-CMQDs) foram confeccionadas via liofilização, e glutaraldeído foi empregado como agente reticulante em diferentes concentrações para avaliar o seu efeito sobre o grau de reticulação e propriedades das membranas. As membranas foram caracterizadas quanto ao grau de reticulação, grau de hidratação, microscopia eletrônica de varredura (MEV), termogravimetria, teste mecânico de tração e quanto a susceptibilidade à degradação enzimática. A amostra Q apresentou grau médio de acetilação (<span style=\"text-decoration: overline\">GA) de 23,60%, sendo solúvel em pH &le; 6,5. A amostra NaCMQH apresentou <span style=\"text-decoration: overline\">GA = 16,32% e grau médio de substituição (<span style=\"text-decoration: overline\">GS) de 1,68, sendo insolúvel no intervalo 2,5 &le; pH &le; 6,5, a amostra de NaCMQD apresentou <span style=\"text-decoration: overline\">GA = 3,31% e <span style=\"text-decoration: overline\">GS = 1,43, sendo insolúvel no intervalo 3,0 &le; pH &le; 7,0. A reticulação das membranas de carboximetilquitosana (amostras M-CMQHs e M-CMQDs) foi realizada com a finalidade de reduzir sua solubilidade e melhorar as propriedades mecânicas. O grau médio de reticulação (<span style=\"text-decoration: overline\">GR) foi tanto maior quanto maior a concentração de glutaraldeído empregada na reação, variando de <span style=\"text-decoration: overline\">GR = 10,39 &plusmn; 0,37% ([glutaraldeído] = 2,5x10-3 mol L-1) a <span style=\"text-decoration: overline\">GR = 62,38 &plusmn; 1,71% ([glutaraldeído] = 5,0x10-3 mol L-1). As características morfológicas das amostras M-Q, M-CMQHs e M-CMQDs foram observadas pelo emprego de MEV, sendo observada a formação de estruturas porosas, com maior quantidade de poros aparentes quanto maior o <span style=\"text-decoration: overline\">GM de 175 poros mm-2 a 291 poros mm-2 com o aumento do grau de reticulação de 12,30% (amostra M-CMQH-2,5) para 35,82%, (amostra M-CMQH-50). A amostra M-Q apresentou baixa taxa de hidratação (321,16 &plusmn; 18,68%) e alto percentual de massa recuperada (90,62 &plusmn; 2,13%) após imersão por 24 horas em solução PBS, quando comparada às amostras M-CMQHs e M-CMQDs. As amostras M-CMQHs e M-CMQDs apresentaram aumento da resistência máxima à tração com o aumento de <span style=\"text-decoration: overline\"> <span style=\"text-decoration: overline\">GR, aumentando de 0,21 &plusmn; 0,16 MPa (amostra M-CMQD-2,5; <span style=\"text-decoration: overline\">GR &asymp; 10,39%) para 0,82 &plusmn; 0,33 MPa (amostra M-CMQH-50; <span style=\"text-decoration: overline\">GR &asymp; 62,38%). Entretanto, amostras com menor <span style=\"text-decoration: overline\">GR apresentaram aumento dos valores de percentual de elongação, sendo que a amostra M-CMQH-2,5 (<span style=\"text-decoration: overline\">GR &asymp; 12,30%) apresentou elongação máxima de 73,08 &plusmn; 2,20%. A amostra M-Q foi pouco susceptível à hidrólise enzimática ([GlcN] = 47x10-4 &plusmn; 1x10-4 mol L-1) devido à baixa solubilidade da quitosana em pH &gt; 6,5. Já com relação ao efeito do <span style=\"text-decoration: overline\">GR, houve redução da taxa de hidrólise enzimática de [GlcN] = 449x10-4 &plusmn; 15x10-4 mol L-1 para [GlcN] = 105x10-4 &plusmn; 11x10-4 mol L-1, quando o <span style=\"text-decoration: overline\">GR aumentou de 12,30% (amostra M-CMQH-2,5) para 28,64% (amostra M-CMQH-25). As amostras M-CMQH-5, M-CMQH-10, M-CMQD-10 e M-CMQD-25 apresentam as propriedades mais adequadas para o emprego como membranas para a prevenção das adesões pericárdicas, pois apresentam superfícies altamente porosas, com baixas taxa de hidratação e de solubilidade, resistência máxima à tração superior a 0,67 MPa, percentual de elongação superior à 30%, e degradação enzimática inferior a [GlcN] = 400x10-4 mol L-1 após 15 dias de incubação. / The aim of this study was to produce and characterize membranes of chitosan and cross-linked N,O-carboxymethylchitosan, displaying appropriate physical and chemical properties to act as matrices for the proliferation of mesothelial cells. The structural and morphological characteristics of the purified samples of chitosan (sample Q, acquired from Yue Planting, China) and sodium carboxymethylchitosan (sample NaCMQH, acquired from Heppe Medical, Germany, and sample NaCMQD, acquired from Dayang Chemicals, China) were determined by nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR1H), infrared spectroscopy, conductometry, viscometry and pH-solubility tests. The carboxymethylchitosan membranes (M-CMQHs and M-CMQDs) were made up by means of lyophilization, with glutaraldehyde being used as a cross-linking agent at different concentrations to evaluate its effect on the cross-linking degree and on the membranes properties. The membranes were characterized in terms of cross-linking degree and hydration rate, by scanning electronic microscopy (SEM), thermogravimetry, ultimate tensile strength and the susceptibility to enzymatic degradation. The sample Q showed average degree of acetylation (<span style=\"text-decoration: overline\">DA) of 23.60%, being soluble at pH &le; 6.5. The sample NaCMQH presented <span style=\"text-decoration: overline\">DA=16.32% and average degree of substitution (<span style=\"text-decoration: overline\">DS) of 1.68, being insoluble in the region of 2.5 &le; pH &le; 6.5. The sample NaCMQD presented <span style=\"text-decoration: overline\">DA=3.31% and <span style=\"text-decoration: overline\">DS=1.43, being insoluble in the region of 3.0 &le; pH &le; 7.0. The cross-linking of carboxymethylchitosan membranes (M-CMQHs and M-CMQDs) was carried out to reduce its solubility and to improve its the physical properties. The higher the glutaraldehyde concentration employed in the reaction, the higher average cross-linking degree (<span style=\"text-decoration: overline\">CD), which ranged from 10.39 &plusmn; 0.37% ([glutaraldehyde] = 2,5x10-3 mol L-1) to 62.38 &plusmn; 1.71% ([glutaraldehyde] = 2,5x10-3 mol L-1). The morphological characteristics of the samples M-Q, M-CMQHs M-CMQDs were observed through SEM, evidencing the formation of porous structures with a larger quantity of apparent pores as <span style=\"text-decoration: overline\">DC increased, ranging from 175 pores mm-2 to 291 pores mm-2 when <span style=\"text-decoration: overline\">DC increased from 12.30% (sample CMQH-M-2.5) to 35.82% (sample M-CMQH-50). The sample M-Q showed low hydration rate (321.16 &plusmn; 18.68%) and high percentage of recovered mass (90.62 &plusmn; 2.13%) after immersion for 24 hours, when compared to samples M-CMQHs and M-CMQDs. Increasing the <span style=\"text-decoration: overline\">DC of the samples M-CMQHs and M-CMQDs resulted in improved mechanical properties as the ultimate tensile strength increased from 0.21 &plusmn; 0.16 MPa (M-CMQD-2.5, <span style=\"text-decoration: overline\">DC &asymp; 10.39%) to 0.82 &plusmn; 0.33 MPa (M-CMQH-50, <span style=\"text-decoration: overline\">DC &asymp; 62.38%). However, those samples with lower <span style=\"text-decoration: overline\">DC values presented an increase in strain at fracture, as the CMQH-M-2.5 sample (<span style=\"text-decoration: overline\">DC &asymp; 12.30%), which registered a strain at fracture of 73.08 &plusmn; 2.20%. The sample M-Q showed a low rate of enzymatic hydrolysis ([GlcN] = 47x10-4 &plusmn; 1x10-4 mol L-1) as a consequence of the low solubility of chitosan at pH &gt; 6.5. Concerning the effects of cross-linked degree, there was a reduction in the enzymatic hydrolysis rate from [GlcN] = 449x10-4 &plusmn; 15x10-4 mol L-1 to [GlcN] = 105x10-4 &plusmn; 11x10-4 mol L-1, when <span style=\"text-decoration: overline\">DC increased from 12.30% (M-CMQH-2.5) to 28.64% (M-CMQH-25). The samples M-CMQH-5, M-CMQH-10, M-CMQD-10 and M-CMQD-25 exhibit appropriate properties to act in the prevention of pericardial adhesions, owing to its highly porous surfaces, low hydration rate and insolubility, ultimate tensile strength exceeding 0.67 MPa, strain at fracture higher than 30% and enzymatic degradation rate lower than [GlcN] = 400x10-4 mol L-1 after 15 days of incubation.

A formação do biofilme nas áreas subgengivais pode levar a respostas vasculares e celulares, as quais podem resultar na doença periodontal, portanto, periodontite crônica são a inflamação crônica e progressiva, caracterizada clinicamente por inflamação gengival, sangramento à sondagem, diminuição da resistência dos tecidos periodontais à sondagem, perda de inserção gengival e osso alveolar. Em estudos de lesões que ocorrem no processo alveolar, é observado que estas muitas vezes cicatrizam com o tecido fibroso, em vez do tecido ósseo. A regeneração tecidual guiada (RTG) é um dos tratamentos para reconstituição de novo tecido, o qual utiliza membranas como barreira de proteção física da área defeituosa. Esta barreira previne a invasão de outros tecidos e permite repovoamento seletivo da superfície da raiz pelas células do ligamento periodontal e osso alveolar, capazes de promover a regeneração de tecidos de suporte perdidos como resultado de uma doença periodontal progressiva. Neste contexto, vários tipos de barreiras físicas têm sido sugeridos para uso em RTG e, as membranas biodegradáveis são de grande interesse, devido a essas evitarem o segundo procedimento cirúrgico para remoção da barreira. Assim, no presente estudo membranas de quitosana/gelatina com e sem glicerina foram desenvolvidas e o efeito do agente reticulante (glutaraldeído - GTA) foi analisado por dois métodos: imersão e vapor. O intumescimento das membranas foi realizada in vitro em tampão fosfato a 36°C e as membranas foram caracterizados por espectroscopia no infravermelho (FTIR). No espectro de FTIR obtido a partir das membranas de quitosana/gelatina as bandas características de ambos os polímeros foram observados, indicando que houve interação entre a quitosana e a gelatina. Nos espectros obtidos a partir de membranas reticuladas, foi observado um deslocamento da banda a 1654 cm-1, sugerindo efeitos do GTA. Nos resultados do ensaio de intumescimento foram observados que no início do processo a absorção de massa ocorreu rapidamente, atingindo o equilíbrio em 15 minutos. Observou-se também que para as membranas de quitosana/gelatina a taxa de intumescimento diminui com o aumento da concentração de GTA e isso foi mais pronunciado para as membranas sem glicerina (em ambos os métodos de reticulação). Ademais foi observado que o método de reticulação por imersão confere as membranas menor grau de intumescimento, quando comparada com os resultados obtidos através da reticulação por vapor. Entretanto, as membranas reticuladas por vapor são mais resistentes à fragmentação, mostrando-se superiores no ponto de vista morfológico, podendo apresentar melhor estabilidade biológica. Dentre as condições estudadas, as membranas de quitosana/gelatina/glicerina reticuladas por vapor apresentaram características como flexibilidade e facilidade de manuseio, sugerindo que estas membranas podem apresentar boas características para uso em RTG. / The biofilm buildup within the sub gingival areas can lead to vascular and cellular responses, which can result in periodontal disease. Chronic periodontitis are chronic inflammation and progressive, clinically characterized by gingival inflammation, bleeding on probing, decreased resistance of the periodontal tissues on probing, gingival attachment loss and alveolar bone. In studies of lesions occurring in the alveolar process, it is observed that these often heal with fibrous tissue rather than bone. The guided tissue regeneration (GTR) is one of the treatments to replenish new tissue using a membrane as a barrier of physical protection of the defective area by preventing the invasion of other tissues and allowing repopulation selective root surface by cells of the periodontal ligament and alveolar bone, capable of promoting the regeneration of supporting tissues lost as a result of progressive periodontal disease. In this context, various types of physical barriers have been suggested for use in GTR and the biodegradable membranes are of great interest, due to avoid second surgical procedure for removal the barrier. Thus, in this study, chitosan/gelatin membranes, with and without glycerin were developed and the effect of cross-linked (glutaraldehyde) was analyzed by two methods: immersion and vapour. The swelling of these membranes was performed in vitro in saline at 36°C and the membranes were characterized by FTIR spectroscopy. In the FTIR spectrum obtained from chitosan/gelatin membrane bands features of both polymers were observed, indicating interaction between chitosan and gelatin. In the spectra obtained from membranes crosslinked, was observed a shift of the band at 1409 cm-1 to 1380 cm-1 associated with angular deformations of C-H, suggesting effect of glutaraldehyde. In the curves of swelling were observed that at the beginning the process of mass absorption occurred rapidly, reaching equilibrium in approximately 15 minutes. It was also observed that for chitosan/gelatin membranes the percentage of swelling decreases with increasing concentration of glutaraldehyde and this was more pronounced for membranes without glycerin (for both crosslinked methods). In addition it was noted that the immersion method immersion gives a lower degree of swelling, when compared with the results obtained by vapour crosslinking. However, vapour crosslinked membranes are more resistant to fragmentation, showing up higher in the morphological point of view, and may have better biological stability. Furthermore the membranes chitosan/gelatin/glycerin vapour crosslinked are flexible and ease of handling, suggesting that these these membranes have good characteristics for use in GTR.

Diversos biomateriais podem ser aplicados na engenharia de tecidos, mas poucos são utilizados em contato direto com células-tronco na forma de suportes de micropartículas, devido à falta de adesão, espalhamento e toxicidade do material, de forma que os tornam inviáveis junto ao cultivo celular. Um biomaterial promissor para bioengenharia é a fibroína, proteína fibrosa presente no casulo do bicho da seda (Bombyx mori), devido à sua resistência mecânica, biocompatibilidade e mínima reação inflamatória, porém, suas caracteristicas são pouco conhecidas na literatura. O mesmo não ocorre com o colágeno que já é bastante estudado por pesquisadores e, assim como a fibroína, apresenta propriedades naturais que incluem baixa resposta imunológica, baixa toxicidade e habilidade de promover o crescimento celular, porém o uso do colágeno em sua maior parte é em forma de filmes, esponjas e membranas. Como existem poucos métodos relacionados para preparação e caracterização de micropartículas em formatos esféricos e porosos, este trabalho teve por objetivo desenvolver e caracterizar micropartículas à base de colágeno ou fibroína, tratadas ou não com glutaraldeído (GA), para ser utilizado como suporte para células-tronco mesenquimais e avaliar a citotoxicidade destes materiais em cultura celular.Nos resultados de Calorimetria Exploratória Diferencial para ambos os materiais, colágeno e fibroína quando submetidas a tratamento com GA, a temperatura de desnaturação e degradação aumenta, respectivamente. Na microscopia ótica, eletrônica de varredura e birrefringência, observa-se o aparecimento de rugosidade e poros e/ou bolhas de ar no interior das micropartículas em maior quantidade quando tratadas com GA, o que pode ser um fator positivo para aderência celular no suporte. A porcentagem de água absorvida é maior no colágeno devido às estruturas hidrofóbicas em maior quantidade na fibroína, porém, quando tratadas com GA, a absorção é estabilizada em um curto tempo em ambos os materiais. Os picos nos espectros de FTIR mostram as bandas amidas I, II e III dos materiais e as alterações sofridas quando em contato com GA e os testes de citotoxicidade que ambos materiais tratados ou não, são atóxicos, mas o desenvolvimento celular nas micropartículas de fibroína é mais lento e diminui quando tratados com GA, por possuir mais estruturas ordenadas na forma de -folha quando se necessita de um crescimento mais controlado das células nas micropartículas. / There are several biomaterials can that be used in tissue engineering, but few are used in direct contact with stem cells like scaffold in the microparticle form, because of the lack of adhesion, spreading and toxicity of the biomaterial, in order to make them nonviable in the cell culture. A promising biomaterial for bioengineering is fibroin, a fibrous protein present in the fibers of silkworm (Bombyx mori) cocoon, because of its mechanical strength, biocompatibility and minimal inflammatory reaction; however, little is still described in the literature. Not so with the collagen that is already well studied by researchers and as the fibroin, has natural properties that include low immune response, low toxicity and ability to promote cell growth, but the use of collagen is mostly in form of films, sponges and membranes. As there are few methods reported for preparation and characterization of microparticles in spherical shapes and porous, this study aimed to develop and characterize microparticles based on collagen or fibroin, treated or not with glutaraldehyde (GA), to be used as a support for cells mesenchymal stem cells and evaluating the cytotoxicity of these materials in cell culture.In the results of Differential Scanning Calorimetry (DSC) curves for both materials, collagen and fibroin when subjected to treatment with GA, the denaturation and degradation temperatures increases, respectively. In Optical Microscopy, MSCanning electronic Microscopy and Birefringence results, it is observed the onset of surface roughness and porosity and or air pockets within the microparticles in greater quantity when treated with GA, which may be a positive factor for cell attachment on the support. The percentage of water absorbed is greater in the collagen structures due to more hydrophobic structure than silk fibroin, but when in treated with GA, absorption is stabilized in a shorter time in both materials. The peaks in FTIR spectra show bands amide I, II and III of the materials and the changes suffered when in contact with GA and cytotoxicity tests are non-toxic to both biomaterials treated or not, however, in the growth of cells, the fibroin microparticles is slower and decreases when treated with GA, due to its more ordered structure in the form of -sheet and more spherical than collagen due to its more ordered -sheet structures, which may be very interesting when it needs a more controlled growth of cells on microspheres.

Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2012-11-27T19:36:56Z No. of bitstreams: 1 Fulvio Borges Miguel Avaliacao do potencial... 2008.pdf: 60908086 bytes, checksum: 58cfc2f8486ae1fd2247e95867159378 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-11-27T19:36:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fulvio Borges Miguel Avaliacao do potencial... 2008.pdf: 60908086 bytes, checksum: 58cfc2f8486ae1fd2247e95867159378 (MD5) Previous issue date: 2008 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, Bahia, Brasil / 0 objetivo deste trabalho foi avaliar histomorfometricamente, por microscopia de luz comum, o potencial osteogênico de matrizes colagênicas aniônicas, reticuladas ou não em glutaraldeído, implantadas em defeitos ósseos críticos, em calvária de ratos. Foram utilizados 86 ratos divididos aleatoriamente para compor quatro grupos: Gl - matriz colagênica aniônica com 24h de hidrólise e 15min de reticulação em GA 0,05% (MCAHGA); Gll - matriz colagênica aniônica com 24h de hidrólise (MCA); GUI - matriz colagênica neutra, controle positivo (MCN) e GIV - defeito ósseo vazio, sem implantação de biomaterial, preenchido por coágulo sanguíneo, controle negativo. Os animais foram avaliados nos pontos biológicos de 15, 45, 90 e 120 dias. Os resultados evidenciaram que os biomateriais implantados nos grupos I e II foram biocompatíveis, embora tenham desencadeado inflamação crônica granulomatosa discreta e regressiva. Estas matrizes apresentaram velocidade de biodegradação compatível com a neoformação óssea, a qual se mostrou associada a angiogênese no interior das matrizes, em todos os pontos biológicos. No GUI, a fragmentação e biodegradação mostraram-se acentuadas, pela ausência de tratamento químico do colágeno. A neomineralização evidenciada nos grupos I e II apresentou aumento estatisticamente significante ao longo dos tempos. O percentual de mineralização do Gll (87%) foi estatisticamente diferente daquele encontrado no Gl (66%). Ao compararmos estes percentuais com a mineralização observada no GIV, notam-se diferenças muito significantes. Neste último, assim como no GUI, a neoformação óssea esteve limitada às bordas do defeito com fibrose na área seccional do defeito. Conclui-se que as matrizes colagênicas aniônicas apresentaram potencial osteogênico mais evidente nas matrizes sem reticulação em glutaraldeído. Estas matrizes apresentam grande potencial de aplicabilidade clínica, nas terapias regenerativas ósseas / The aim of this study was to make a histomorphometric evaluation by common light microscopy, of the osteogenic potential of anionic collagen matrices, either reticulated in glutaraldehyde or not, implanted in critical bone defects in rat calvarias. In this study 86 rats were used, randomly divided into four groups: Gl - anionic collagenous matrix with 24h of hydrolysis and 5 min of reticulation in GA 0.05% (MCAHGA); Gll - anionic collagenous matrix with 24h of hydrolysis (MCA); Gill - neutral collagenous matrix, positive control (MCN) and GIV - empty bone defect, without biomaterial implantation, filled with blood coagulum, negative control. The animals were evaluated at the biological points of 15, 45, 90 and 120 days. The results evidenced that the biomateriais implanted in groups I and II were biocompatible, although they had set of chronic, discrete and regressive granulomatous inflammation. These matrices presented a speed of biodégradation compatible with bone neoformation, which was shown to be associated with angiogenesis inside the matrices at all the biological points. In G III, fragmentation and biodégradation were shown to be accentuated by the absence of chemical treatment of the collagen. The neomineralization evidenced in Groups I and II presented statistically significant increase throughout the times. The percentage of mineralization of Gll (87%) differed statistically from that found in Gl (66%). When these percentages were compared with the mineralization observed in GIV, very significant differences were noted. In the latter, as in Gill, bone neoformation was limited to the edges of the defect with fibrosis in the sectional area of the defect. It was concluded that the anionic collagen matrices presented more evident osteogenic potential in the matrices without reticulation in glutaraldehyde. These matrices presented a great potential for clinical application in bone regenerative therapies.

Diversos biomateriais podem ser aplicados na engenharia de tecidos, mas poucos são utilizados em contato direto com células-tronco na forma de suportes de micropartículas, devido à falta de adesão, espalhamento e toxicidade do material, de forma que os tornam inviáveis junto ao cultivo celular. Um biomaterial promissor para bioengenharia é a fibroína, proteína fibrosa presente no casulo do bicho da seda (Bombyx mori), devido à sua resistência mecânica, biocompatibilidade e mínima reação inflamatória, porém, suas caracteristicas são pouco conhecidas na literatura. O mesmo não ocorre com o colágeno que já é bastante estudado por pesquisadores e, assim como a fibroína, apresenta propriedades naturais que incluem baixa resposta imunológica, baixa toxicidade e habilidade de promover o crescimento celular, porém o uso do colágeno em sua maior parte é em forma de filmes, esponjas e membranas. Como existem poucos métodos relacionados para preparação e caracterização de micropartículas em formatos esféricos e porosos, este trabalho teve por objetivo desenvolver e caracterizar micropartículas à base de colágeno ou fibroína, tratadas ou não com glutaraldeído (GA), para ser utilizado como suporte para células-tronco mesenquimais e avaliar a citotoxicidade destes materiais em cultura celular.Nos resultados de Calorimetria Exploratória Diferencial para ambos os materiais, colágeno e fibroína quando submetidas a tratamento com GA, a temperatura de desnaturação e degradação aumenta, respectivamente. Na microscopia ótica, eletrônica de varredura e birrefringência, observa-se o aparecimento de rugosidade e poros e/ou bolhas de ar no interior das micropartículas em maior quantidade quando tratadas com GA, o que pode ser um fator positivo para aderência celular no suporte. A porcentagem de água absorvida é maior no colágeno devido às estruturas hidrofóbicas em maior quantidade na fibroína, porém, quando tratadas com GA, a absorção é estabilizada em um curto tempo em ambos os materiais. Os picos nos espectros de FTIR mostram as bandas amidas I, II e III dos materiais e as alterações sofridas quando em contato com GA e os testes de citotoxicidade que ambos materiais tratados ou não, são atóxicos, mas o desenvolvimento celular nas micropartículas de fibroína é mais lento e diminui quando tratados com GA, por possuir mais estruturas ordenadas na forma de -folha quando se necessita de um crescimento mais controlado das células nas micropartículas. / There are several biomaterials can that be used in tissue engineering, but few are used in direct contact with stem cells like scaffold in the microparticle form, because of the lack of adhesion, spreading and toxicity of the biomaterial, in order to make them nonviable in the cell culture. A promising biomaterial for bioengineering is fibroin, a fibrous protein present in the fibers of silkworm (Bombyx mori) cocoon, because of its mechanical strength, biocompatibility and minimal inflammatory reaction; however, little is still described in the literature. Not so with the collagen that is already well studied by researchers and as the fibroin, has natural properties that include low immune response, low toxicity and ability to promote cell growth, but the use of collagen is mostly in form of films, sponges and membranes. As there are few methods reported for preparation and characterization of microparticles in spherical shapes and porous, this study aimed to develop and characterize microparticles based on collagen or fibroin, treated or not with glutaraldehyde (GA), to be used as a support for cells mesenchymal stem cells and evaluating the cytotoxicity of these materials in cell culture.In the results of Differential Scanning Calorimetry (DSC) curves for both materials, collagen and fibroin when subjected to treatment with GA, the denaturation and degradation temperatures increases, respectively. In Optical Microscopy, MSCanning electronic Microscopy and Birefringence results, it is observed the onset of surface roughness and porosity and or air pockets within the microparticles in greater quantity when treated with GA, which may be a positive factor for cell attachment on the support. The percentage of water absorbed is greater in the collagen structures due to more hydrophobic structure than silk fibroin, but when in treated with GA, absorption is stabilized in a shorter time in both materials. The peaks in FTIR spectra show bands amide I, II and III of the materials and the changes suffered when in contact with GA and cytotoxicity tests are non-toxic to both biomaterials treated or not, however, in the growth of cells, the fibroin microparticles is slower and decreases when treated with GA, due to its more ordered structure in the form of -sheet and more spherical than collagen due to its more ordered -sheet structures, which may be very interesting when it needs a more controlled growth of cells on microspheres.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:49:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2692_1.pdf: 3650940 bytes, checksum: 8f04ded24e8de278810f015de8023da9 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O câncer é uma doença caracterizada pelo crescimento descontrolado de células anormais e é uma importante causa de morte na população. Nas últimas décadas, a utilização de nanopartículas de semicondutores tem dado grande contribuição para visualização e caracterização de materiais biológicos, inclusive em diagnosticar precisamente tumores. Neste trabalho utilizamos pontos quânticos como marcadores fluorescentes em neoplasias (câncer de laringe, câncer de pulmão, leucemia e glioblastomas). As nanopartículas de sulfeto de cádmio [CdS/Cd(OH)2] e de telureto de cádmio (CdTe) foram sintetizadas em solução aquosa e foram funcionalizadas com glutaraldeído a 0,01 % e quitosana para verificarmos seu desempenho como marcadores biológicos. As propriedades ópticas das amostras foram estudadas por espectroscopia de absorção, excitação e emissão e a caracterização estrutural foi realizada por difração de raio-x (DRX). Obtiveram-se imagens de fluorescência por microscopia de fluorescência convencional mostrando claramente a marcação fluorescente nas neoplasias. As análises por microscopia eletrônica de transmissão (MET) revelou a localização das nanopartículas na célula. Os quantum dots funcionalizados com glutaraldeído apresentou bons resultados para as amostras analisadas, enquanto que a quitosana não obteve sucesso com funcionalizador biológico neste estudo

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-04-25T13:55:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) dissertação CENTRAL FINAL.pdf: 2543250 bytes, checksum: b3adf9bd3291a6638da52621c387fab7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-25T13:55:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) dissertação CENTRAL FINAL.pdf: 2543250 bytes, checksum: b3adf9bd3291a6638da52621c387fab7 (MD5) Previous issue date: 2016-03-14 / PRH-ANP/MCT / Muitos trabalhos vem norteando a utilização do poli(3-hidroxibutirato)-PHB, polímero da família dos Poli(hidroxialcanoatos), que possui como principais características, biodegradabilidade e biocompatibilidade, o que lhe permite aplicações na área médicohospitalar, médico-farmacêutica, embalagens alimentícias, entre outras. O estudo sobre a degradação de polímeros quando exposto a qualquer tipo de fonte degradativa é tema de grande interesse científico e industrial, em razão das alterações químicas que podem ocorrer na cadeia, podendo ocasionar a cisão (ou quebra) de ligações na cadeia principal ou em grupos laterais, reticulação, eliminação ou substituição de cadeias laterais, reações intramoleculares, auto-oxidação e despolimerização. A avaliação das propriedades do PHB após um processo de esterilização, ou mesmo da estabilidade desse material quando exposto a alguma substância química e/ou radiação gama é um importante tema de estudo pois é necessário adequar os materiais às normas, principalmente em aplicações como embalagem para uso médico hospitalar. Esse trabalho teve como objetivo avaliar a estabilidade à radiação gama do PHB, bem como investigar a estabilidade desse polímero quando imerso nas soluções de glutaraldeído 2% e etanol 70%. Os filmes de PHB foram preparados pela técnica de solution casting. Analisou-se amostras de filmes de PHB puro; PHB irradiados a 25 kGy; PHB imerso em glutaraldeído 2% irradiado 25 kGy e não irradiados com tempo de imersão na solução por 2, 4, 6 e 8 horas; PHB imerso em etanol 70% (EtOH) irradiado 25 kGy e não irradiados, com tempo de imersão na solução por 2, 4, 6 e 8 horas. As propriedades destes foram avaliadas a partir de diversas técnicas, tais como: infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), ensaio de tração, calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TGA). A partir das análises por componentes principais realizadas através dos espectros de infravermelho das amostras dos filmes de PHB puro, PHB imersos em glutaraldeído 2%, etanol 70% e, após exposição à radiação gama, apresentaram alterações químicas na sua estrutura, após exposição à radiação gama ou imersão nos agentes químicos estudados. Verificou-se, portanto, que o PHB é sensível à radiação gama, apresentando como efeito fundamental perdas de suas propriedades mecânicas, o que pode ser resultante do processo de cisão molecular. Contudo, em relação a esterilização do polímero com glutaraldeído e etanol, não se evidenciou perdas nas propriedades mecânicas das amostras imersas em ambas as soluções. Quanto às propriedades térmicas, amostras de PHB imersas em glutaraldeído 2% e etanol 70% apresentaram comportamento semelhante ao PHB puro. A degradação térmica dos filmes de PHB ocorreu em um único estágio e em uma faixa de temperatura que variou para a amostra PHB puro de 225,4 ºC a 295,1 ºC. O comportamento térmico das amostras de PHB imersas em glutaraldeído e etanol observado pelas curvas de TGA, antes e após processos de esterilização por radiação gama, foi semelhante ao comportamento térmico do filme de PHB puro. / A lot of study have conducted the use of poly (3-hydroxybutyrate)-PHB, a polymer from the poly (hydroxyalkanoates) family, which has main characteristics such as biodegradability and biocompatibility that allows applications in the medical-hospital, medical-pharmaceutical and food packaging areas. A study on polymer degradation when exposed to any type of degradative source is a subject of great scientific and industrial interest due to the chemical changes that may occur in the chain such as scission, crosslinking, elimination or substitution of side chains, intramolecular reactions, auto-oxidation and depolymerization. Sterilized PHB or even its stability when exposed to some chemical substance or gamma radiation, becomes important topics of study to fit the standards, especially in applications such as packaging for hospital-medical use. The objective of this work was to evaluate the PHB gamma radiation stability and to investigate the stability of this polymer when immersed in 2% glutaraldehyde and 70% ethanol solutions. PHB films were prepared by the technique of solution casting. The analyzed samples were: films of pure PHB; PHB irradiated at 25 kGy; PHB immersed in 2% glutaraldehyde irradiated 25 kGy and non-irradiated, with immersion time in the solution for 2, 4, 6 and 8 hours; PHB immersed in ethanol 70% (EtOH) irradiated 25 kGy and nonirradiated, with immersion time in the solution for 2, 4, 6 and 8 hours. Its properties were evaluated from several techniques such as: Fourier transform infrared (FTIR), tensile test, differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TGA). Based on the analysis of the main components of different types of PHB samples (PHB immersed in 2% glutaraldehyde, 70% ethanol and after exposure to gamma radiation) showed chemical changes in structure, after exposure to gamma radiation or immersion in the chemical agents studied. It was verified that the PHB is sensitive to gamma radiation, presenting as fundamental effect losses of its mechanical properties, which may be the result of the molecular scission process. However, in relation to the sterilization of the polymer with glutaraldehyde and ethanol, no losses were observed in the mechanical properties of the samples immersed in both solutions. Regarding to the thermal properties PHB samples immersed in 2% glutaraldehyde and 70% ethanol presented similar behavior in comparison to pure PHB. The thermal degradation of PHB films occurred in a single stage and in a temperature range, which varied for the pure PHB sample from 225.4 ° C to 295.1 ° C. The thermal behavior of PHB samples immersed in glutaraldehyde and ethanol prior to and after gamma ray sterilization procedures observed by the TGA curves were similar to the thermal behavior of the pure PHB film.

Este trabalho descreve a reação de reticulação alternativa do pericárdio bovino com os acetais do glutaraldeído, preparados a partir da solução de glutaraldeído na presença do etanol em meio ácido. Os acetais difundem para dentro da matriz colagênica, e a reticulação ocorre após a desproteção dos grupos aldeídicos com uma amina terciária. O material obtido sob estas condições mostrou as propriedades biológicas e mecânicas similares ou superiores àqueles descritos para o pericárdio bovino reticulado pelo procedimento convencional com glutaraldeído, e provavelmente, com resultados de uma distribuição e natureza química mais homogênea das reticulações formadas, devido à ausência das reticulações polímeros de glutaraldeído. As biopróteses manufaturadas com pericárdio reticulado com acetais do glutaraldeído, também mostraram durabilidade superior e foi menos suscetível ao processo de calcificação, como determinado em implantes subcutâneos em ratos. Resultados preliminares de teste à fadiga e performance hidrodinâmica foram caracterizados por um comportamento similar àqueles materiais tratados convencionalmente sugerindo que, o pericárdio reticulado com acetais do glutaraldeído pode ser um procedimento alternativo e mais eficiente na manufatura das biopróteses, particularmente com respeito à calcificação, um dos maiores problemas encontrados pós-implante. / This work describes the cross-linking of bovine pericardium with glutaraldehyde acetals, which are its protected forms. The acetals, prepared from a glutaraldehyde solution in the presence of ethanol in acidic media was al/owed to diffuse within the collagen matrix, and cross-linking achieved by deprotection with a tertiary amine. The material obtained under this conditions showed biological and mechanical properties similar or superior to those described for bovine pericardium crosslinked by conventional procedure with glutaraldehyde, and probably, as a results of a more homogeneous distribution and chemical nature of the formed crosslinks, that is the absence of polymeric cross-links. Bioprostheses manufactured with glutaraldehyde acetals cross-linked bovine pericardium, also showed higher durability and was less susceptible to calcification process, as determined in subcutaneous implant in rats. Preliminary results on fatigue test and hydrodynamic performance were characterized by a behavior similar to those observed for conventional/y treated materials suggesting that, glutaraldehyde acetals crosslinked bovine pericardium may be an alternate and more efficient procedure in the manufacture of bioprostheses, particularly in respect to calcification, one of the major problems found post-implantation.

Um grande obstáculo a ser vencido para que se tenha uma maior utilização da tecnologia de membranas na purificação de líquidos é o fenômeno do fouling. Como consequência, o desenvolvimento de membranas menos propensas ao fouling é hoje objeto de inúmeras pesquisas. Dentre os processos estudados, tem-se o desenvolvimento de membranas de filme fino composto, que possui como vantagem a possibilidade de se melhorar cada camada de maneira independente, de forma a se aperfeiçoar o desempenho da membrana como um todo. O projeto de pesquisa foi desenvolvido no laboratório do Centro Internacional de Referência em Reúso de Água (CIRRA/IRCWR), uma entidade sem fins lucrativos, vinculado ao Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP). Este teve como objetivo a síntese e a caracterização de membranas de filme fino composto de polissulfona e quitosana reticulada com glutaraldeído. Embora o objetivo principal desse trabalho tenha sido o desenvolvimento de membranas menos propensa ao fouling, a susceptibilidade ao fouling das membranas produzidas foi avaliada de maneira indireta, através da avaliação de propriedades como hidrofilicidade e rugosidade da superfície. Membranas de ultrafiltração a base de polissulfona (PSF) foram produzidas, através do método de separação de fases via imersão-precipitação, para serem usadas como suporte poroso para a camada de quitosana. Nessa etapa, a influência da concentração de PSF na solução polimérica; da temperatura de síntese; da umidade relativa do ar; e do suporte (não-tecido) nas características da membrana foram estudadas. O efeito da aplicação de uma camada de álcool polivinílico, reticulada com glutaraldeído, entre as camadas de PSF e quitosana, como forma de melhorar a estabilidade estrutural da membrana, foi avaliado. Adicionalmente, analisou-se a influência da introdução do glutaraldeído como agente reticulante na solução de quitosana na seletividade; na taxa de permeação; na estabilidade química; e na toxicidade da membrana. Os resultados obtidos mostraram que o aumento da concentração de PSF na solução polimérica, a diminuição da temperatura de síntese e o aumento da umidade do ar levaram à formação de membranas menos porosas. Os suportes de poliéster avaliados, CU414 e CU424 (Crane Nonwovens), embora apresentem características adequadas à produção de membranas, não se mostraram adequados para a síntese de membranas de PSF nas condições avaliadas devido a sua alta porosidade. A solução de reticulação da camada de álcool polivinílico (PVA), composta de glutaraldeído em solução aquosa de acetona, atacou quimicamente o suporte de poliéster e a membrana de polissulfona, inviabilizando a aplicação da camada de PVA entre as camadas de PSF e quitosana. A introdução do glutaraldeído tornou a camada de quitosana menos rugosa e mais hidrofílica. Adicionalmente, o aumento da concentração de glutaraldeído na solução de quitosana levou a um decréscimo na permeabilidade da membrana, o qual foi atribuído à compactação da estrutura da membrana. A reticulação da quitosana com glutaraldeído não levou a uma melhora significativa da capacidade de separação das membranas. A rejeição de ions bivalentes (Mg2+ e SO4 2-) e monovalentes (Na+ e Cl-) não ultrapassou 25% e 12%, respectivamente. Análises de microscopia de eletrônica de varredura realizadas com as membranas reticuladas com glutaraldeído, antes e após sua imersão em solução de HCl, indicaram que a superfície das membranas reticuladas com 3% de glutaraldeído aparentemente não foi afetada pelo ácido, ao contrário das membranas reticuladas com 1% e 5% de glutaraldeído, que apresentaram aumento no tamanho de seus poros. Não foi observada toxicidade aguda e/ou crônica, em relação aos organismos teste Daphinia similis e Ceriodaphinia dubia, respectivamente, em amostras de água que permaneceram em contato com as membranas reticuladas com glutaraldeído. / A major obstacle to be overcome in order to have a greater use of membrane technology in liquids purification is the phenomenon of fouling. As a consequence, the development of membranes less prone to fouling is now the objective of numerous studies. Among the processes evaluated, the development of thin film composite membranes has been the focus of many researches since it is possible to improve each layer independently, in order to improve the membrane performance as a whole. This work aimed to study the synthesis and characterization of thin film composite chitosan, crosslinked with glutaraldehyde, and polysulfone (PSF) membranes. PSF ultrafiltration membranes were produced by phase inversion via immersion precipitation to be used as porous support for the chitosan layer. The influence of PSF concentration in the polymeric solution; temperature of synthesis; air humidity, and membrane nonwoven support, CU414 and CU424 (Crane Nonwovens), on the membrane characteristics and performance were studied. The effect polyvinyl alcohol (PVA), crosslinked with glutaraldehyde, between PSF and chitosan layers, on the cast membrane structural stability was investigated. The influence of glutaraldehyde as a chitosan crosslinking agent on membrane selectivity, permeability, chemical stability, and toxicity was also evaluated. The results showed that increasing PSF concentration, decreasing temperature and increasing air humidity resulted in less porous membranes. The support media used were not suitable for the production of PSF membranes under the conditions used in this work due to its high porosity. The solution used to crosslink the PVA layer, composed of glutaraldehyde in aqueous solution of acetone, attacked the support media and the PSF membrane, preventing the application of the PVA layer between the PSF and chitosan layers. The use of glutaraldehyde as a chitosan crosslinking agent made the membrane less rough and more hydrophilic. Additionally, increasing glutaraldehyde concentration in the chitosan solution led to a decrease in membrane permeability, which was attributed to a compaction of the membrane structure, leading to a decreased mobility of polymer chains and a decrease in the membrane void volume. Membranes separation capacity was evaluated using two different ionic solutions, magnesium sulphate (MgSO4 1,000 mg/L), and sodium chloride (NaCl 2,000 mg/L). Rejection of bivalent and monovalent ions did not exceed 25% and 12%, respectively. Scanning electron microscopy images showed that the membrane surface crosslinked with 3% glutaraldehyde apparently was not affected by immersion into HCl solution. However, the membranes crosslinked with 1% and 5% glutaraldehyde showed an increase in pore size after immersion, compared to the untreated membrane, suggesting an increased susceptibility to acid attack of the membrane. The potential for glutaraldehyde membrane releasing was evaluated through acute and chronic toxicity assays using Daphnia similis and Ceriodaphnia dubia, respectively. None of tested membranes induced acute or chronic toxicity to the water at which they remained in contact, under tested conditions.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:21:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Viviane Hass.pdf: 2803478 bytes, checksum: df63c0c38968187b894f9aa37339ef78 (MD5) Previous issue date: 2015-07-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study evaluated the effect of application of collagen cross-link agents under time and clinically relevant strategy, through two in vitro and one in situ studies. For in vitro experiment 1, 52 third human molars had exposed the dentin surface, acid etched and distributed according the 8 experimental groups: collagen cross-link agent (6.5% pronthocyanidin [PA], 0.1% UVA-light actived riboflavin [RB], 5% glutaraldehyde [GA] and distilled water as control group [CT], and 2 simplified etch-and-rinse systems (Adper Single Bond Plus [SB] and Tetric N-Bond [TN]. The cross-link agentes were activelly applied for 60 s, bonded and restorated with composite resin. Then, the teeth were sectioned to obtain specimens and tested in immediately [IM] and after 6 months [6M] storage time for microtensile bond strength (μTBS) and nanoleakage (NL), and IM for degree of conversion (DC) and MMP-activity within the hybrid layer. Additional 24 teeth were used by cytotoxicity assay. For in vitro experiment 2, 2 etchant agentes were tested (2%PA with 10% phosphoric acid [ACPA] and 35% phosphoric acid [CT]). Dentin of 16 teeth was exposed, etched, bonded using SB adhesive, and restored with composit resin. These teeth were tested by μTBS, NL in IM and 6M; and MMP-activity within the hybrid layer. Additional 10 teeth had flated the enamel surfaces and tested by enamel bond strength in IM and 6M. For the in situ experiment 3, 40 teeth were used, in which 2 cavities prepared. These cavities were etched, treated according the experiment 1, bonded and restored with composite resin. One restoration for each tooth was tested IM and another was included in a palatal device in cariogenic oral environment [COE] for 10 volunteers during 14 days. The restorations were sectioned and tested by microhardness, μTBS, NL and morphology of the hybrid layer for differential staining technique. All the data were analyzed by 2 way-ANOVA and Tukey’s test (α = 0.05). For experimente 1, all the collagen cross-link agentes were effective to reduce the resin-dentin degradation after 18M e did not exhibit cytotoxic potential, except the GA (p<0.05). For the experiment 2, the PA containing in etchant reduced the resindentin bond degradation (p<0.05) and did not affect the resin-enamel bond strentgh (p>0.05). However for in situ experiment 3, only the PA and GA reduced the resin-dentin degradation (p<0.05) in COE. The collagen cross-link agentes were effective to reduce the resin-dentin degradation, in time and relevant clinically strategy. The GA exhibited cytotoxic potential and should be avoided for clinical use. / O objetivo desse trabalho foi verificar o efeito da aplicação de agentes reticuladores de colágeno em tempo e estratégia clinicamente relevantes, através de dois estudos laboratoriais in vitro e um estudo in situ. Para o experimento 1 in vitro, 52 dentes tiveram a superfície dentinária condicionada, e distribuídos entre 8 grupos experimentais pela combinação dos fatores: agente de tratamento (proantocianidina 6,5% [PA], riboflavina 0,1% ativada pela luz ultravioleta [RB], glutaraldeído [GA] e água destilada como grupo controle [CT]; e os sistemas adesivos (Adper Single Bond Plus [SB] e Tetric NBond [TN]. Os agentes foram aplicados com primers aquosos por 60 s, seguido da aplicação do sistema adesivo e restauração com resina composta. Depois foram seccionados e testados imediatamente (IM) e após 18 meses de armazenamento (18M) para análise da resistência de união à dentina (RU), nanoinfiltração (NI) e em IM para análise do grau de conversão (CG) e atividade de metaloproteinases (MMPs), dentro da camada híbrida. Outros 24 dentes foram utilizados para análise da citotoxicidade. Para o experimento 2 in vitro, foi utilizado 2 condicionadores ácidos (2%PA mais ácido 10% [ACPA] e ácido fosfórico 35% [CT]). Foi exposta a superfície dentinária de 16 dentes, realizado o condicionamento ácido, aplicados o adesivo SB e incrementos de resina composta. Esses dentes foram destinados para análise da RU, NI em IM e após 6 meses de armazenamento (6M) e atividade de MMPs dentro da camada híbrida IM. Outros 10 dentes tiveram planificadas as faces de esmalte para análise da resistência de união ao esmalte (RE), que também foi testada em IM e 6M. Para o experimento 3 in situ, foram utilizados 40 dentes, nos quais foram confeccionadas 2 cavidades em cada dente. Essas cavidades foram condicionadas, aplicados os mesmos agentes reticuladores de colágeno como no experimento 1, sistema adesivo SB e restauradas com resina composta. Uma das restaurações de cada dente foi testada IM e a outra foi fixada em um dispositivo palatino, que foi usado por 14 dias em ambiente cariogênico oral [ACO] por 10 voluntários. Esses dentes foram testados para análise da microdureza, RU, NI e análise histológica da morfologia da camada híbrida. Todos os dados foram submetidos a ANOVA 2 fatores de medidas repetidas e teste de Tukey (α=0,05). Para o experimento 1, todos os agentes foram eficazes para reduzir a degradação da interface de união após 18M e ausentes de citotoxicidade, exceto o GA (p<0,05). Para o experimento 2, a inclusão da PA no condicionamento ácido foi eficaz para reduzir a degradação em dentina (p<0,05) e não afetou a RE (p>0,05). Já para o experimento 3, in situ, apenas a PA e o GA foram eficazes para reduzir a degradação da interface de união à dentina em ACO (p<0,05). Os agentes reticuladores foram eficazes para reduzir a degradação da interface de união à dentina, em tempos e estratégia clinicamente relevantes. Contudo o GA foi considerado potencialmente citotóxico e deveria ser evitado para uso clínico.